电源电涌第三级保护.docx

浅谈电源电涌第三级保护-防雷、防火，确保用电安全! 深圳市碧通电子有限公司 蓝开平 摘要：论述电源电涌第三级保护必要性，提出做好电源电涌第三级 （含D类）保护 的一些建议。 关键词：电源电涌保护 三级防雷 电涌保护 静电保护 在21世纪信息时代，雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。尤以大规模集成电路 为核心组件的通信、计算机网络、测量、监控、电器等先进电子设备广泛运用于电力、 航空、 国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域。由于这些电子 设备普遍存在着对暂态过电压、 过电流耐受能力较弱的缺点， 因雷电和其它形式的电涌侵入 电器设备内部，造成干扰、损坏的灾害事故呈逐年上升趋势。 根据历史统计资料分析，在雷 击损坏电器设备的事故中，有 70%以上是从供电线路侵入的。因此，电源系统防雷是电子 设备及其系统防雷的重要环节。 对建筑物及其电子信息系统的电源供电线路实施多级防雷是综合防雷的重要组成部分， 这是防雷业界的共识。电源系统第一、第二级防雷保护，从防雷设计、设备配置、安装到检 验，无论是设计方、 施工方、建设方和工程验收方都极为注重，一般都能达到国家有关标准 要求。关于电源系统第一、第二级防雷，已有很多文章论述，在此不再重复。下面对电源系 统第三级防雷（电涌保护）进行浅析和探讨。 对于电源第三级防雷保护的必要性和重视程度，有一个认识问题。作者从建筑设计院 设计师了解到，许多建筑设计中，对电源第三级防雷都不涉及， 只设计电源总配电和大楼分 配电的防雷（即电源第一级和第二级防雷）。 究其原因，电器设备的配置在设计时往往都是 变数，需要保护的电器设备除机房外都比较分散，数量也多。除此之外，工程的复杂性，工 程费用的增加，对工程施工方和建设方来说， 在某种程度上都会带来负担。 因此，在防雷工 程实施中往往被 疏忽”或淡化。这样，防雷系统第三道防线就成了问题。举一个雷击损坏电 器设备的案例：某机场建在海波高度 200米山上的一座雷达站，地处雷暴高发区，实施防 雷工程时，建了避雷针和接地系统，且在总配电房和机房安装了第一和第二级电源防雷器。 1994年夏天，雷电击中山脚附近的架空三相电源供电线路，造成山下水泵房电源配电箱严 重损毁，山上雷达站电源设备（包括 UPS整流二极管9只、大功率管5只、500V/15A保 险管13只）和雷达9块控制电路板损坏，雷达瘫痪，经济损失约 200万元。这次事故发生 在电源架空线上，我们在这里只探讨电源的防雷保护。 上述的总配电房和机房配电箱安装的 一、二级电源防雷器均未损坏，可是电源设备损坏却如此严重。 有人怀疑是防雷器质量有问 题，作者认为不完全如此。 安装的电源防雷器性能和可靠程度不清楚， 但它对强雷电的侵入 未能遏止住是肯定的。回头仔细分析，也不能全怪怨两只电源防雷器， 如此强大的雷击，两 处电源系统严重损坏甚至冒烟起火， 两只电源防雷器能顶得住吗？假如当时电源安装了第三 级防雷器，筑起了一道完善的防线， 雷达站雷击损坏可能是另一种状况， 起码损坏不会那么 惨重。 电源第三级防雷保护能起多大的作用？ 电源防雷器，无论是第一级、第二级还是第三级，都是并联在电源线路上的，对侵入 电源线路的雷电流都同样起分流作用， 将雷电流疏通至接地极释放， 使电路过电压逐级下降。 电源第三级防雷器使第二级的残压进一步降低，也减轻了第一、第二级防雷器的分流负担。 像上述雷达站雷击情况，强大的雷电流仅靠电源的第一、第二级泄放是困难的。第一级 SP D响应慢，第二级 SPD分流能力有限，往往是还来不及释放，部分雷电流就已经跨过了第 二级，使第二级输出的残压过高， 雷电的能量有待进一步释放。 据此就不难明了上述雷达站 雷击事故的因果关系。一台或多台电源第三级防雷器的共同参与分流作用， 可使雷电流释放 更加充分，残压进一步降低，达到电器设备的安全要求。 这里列举另一雷击的案例： 2005年5月，广东省东莞市某玩具厂发生一次雷击事故。 雷击把该厂安装在电脑主服务器电源端口处的电源电涌保护器打坏， 冒出浓浓的黑烟，防雷 器电路板严重损毁， 防雷的关键元件压敏电阻爆裂。 幸运的是电脑服务器并未损坏， 拆下电 源电涌保护器，接上电源，电脑服务器正常工作。该厂于 2004年底为完善防雷系统，安装 了电源和信号线路防雷设备， 包括四级电源防雷保护 （总配电、分配电和电子系统主机分别 装了一、二、三级防雷器，有十台电脑电源端口特别加装了 2.5KA的电涌保护器作精细保 护！）和电脑、电话和监控信号线路防雷。 这次雷击除前述的电脑服务器的电源电涌保护器 （电源第四级SPD ）损坏外，其它的防雷器和电器设备都未损坏。可想而知，是电源第四 级SPD起了关键作用而挽救了该厂的电脑服务器，也是电源多级防雷所起的综合防护作用 的结